李青 高志武 閻昌國 包勇

摘?要：以立德樹人為引領(lǐng)，積極融入思政元素，培育高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才是高校新工科人才培養(yǎng)的要求。針對當(dāng)前數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題，結(jié)合新工科建設(shè)要求及課程思政建設(shè)理念，以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分融入思政元素，采用開放式教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，引入Multisim仿真，更新考核方案，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與工程實(shí)踐項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)“知識傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造”的有機(jī)統(tǒng)一，為高校電氣工程及其自動化專業(yè)新工科人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新工科；課程思政；數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)；開放式教學(xué)；Multisim仿真

中圖分類號：TB?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.02.090

0?引言

隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，新業(yè)態(tài)新模式不斷涌現(xiàn)，對高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建和培養(yǎng)體系的創(chuàng)新產(chǎn)生了巨大影響，進(jìn)而提出新工科概念。新工科建設(shè)要求各高校在人才培養(yǎng)的過程中，堅(jiān)持以立德樹人為引領(lǐng)，積極推動現(xiàn)有專業(yè)的改革創(chuàng)新，培養(yǎng)契合工程教育規(guī)律和新時(shí)代人才需求的高素質(zhì)工科人才，為我國新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新業(yè)態(tài)的建設(shè)提供人才支持。

2020年教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：高校要以立德樹人為引領(lǐng)，將思想政治教育融入課程教學(xué)的全過程、多環(huán)節(jié)，突出思政教育在人才培養(yǎng)中的價(jià)值引領(lǐng)作用。

對比新工科建設(shè)要求和“課程思政”育人原則可知：二者均強(qiáng)調(diào)以立德樹人為引領(lǐng)，在“授業(yè)”的同時(shí)注重“傳道”，這為工科專業(yè)教學(xué)改革指明了方向。數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)作為電氣專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和解決數(shù)字邏輯問題的能力，為工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。然而，其原有的教學(xué)模式已不能滿足新時(shí)期人才培養(yǎng)的要求，其教學(xué)方法單一，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目陳舊，考核缺乏科學(xué)性等問題愈加突出。鑒于此，研究結(jié)合新工科建設(shè)要求與“課程思政”建設(shè)理念，深入挖掘癥結(jié)所在，探索該課程的教學(xué)改革方案，充分融入思政元素，希望以新的教學(xué)模式提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、分析解決數(shù)字邏輯問題的工程應(yīng)用能力，為電氣專業(yè)新工科人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

1?數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)存在的問題

在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，普遍存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不佳，實(shí)驗(yàn)操作不積極，分析解決實(shí)驗(yàn)問題的能力較弱，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)思維，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫混亂。究其原因有：

（1）教學(xué)內(nèi)容單一：以驗(yàn)證性、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度較低。

（2）教學(xué)方式成舊：以傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，局限性較大，比如由于板書和講解受時(shí)間的限制，實(shí)驗(yàn)演示展示面較窄，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間有限，影響了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解和自由發(fā)揮，使得學(xué)生被動式操作，“灌輸式”接受知識，導(dǎo)致教學(xué)效果不好。

（3）考核不全面：考核以實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，在一定程度上忽視了過程性考核，科學(xué)性較差；教學(xué)質(zhì)量評價(jià)主要以課程考核為主，評價(jià)元素單一，缺乏系統(tǒng)評價(jià)和持續(xù)改進(jìn)。

（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)施不足：設(shè)備陳舊、芯片質(zhì)量不好、無拓展平臺，在一定程度上限制了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。

（5）德育經(jīng)驗(yàn)不足：工科類教師為非師范院校教師，缺乏完整的教育教學(xué)理念，在“授業(yè)”的過程中易忽視“傳道”，思政元素融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)欠缺。

2?實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案實(shí)施

針對數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，結(jié)合新工科建設(shè)要求及課程思政建設(shè)理念，采用順向設(shè)計(jì)、閉環(huán)反饋、持續(xù)改進(jìn)的思路（圖1）進(jìn)行教學(xué)改革。第一輪教學(xué)改革實(shí)施對象為2021級電氣工程及其自動化專業(yè)（以下簡稱“電氣”）本科生，共50人。

2.1?以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

結(jié)合高校新工科建設(shè)要求及課程思政育人理念，解讀才培養(yǎng)方案畢業(yè)指標(biāo)，分析我校電氣專業(yè)畢業(yè)生該課程學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的要求，確立教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)含品德素質(zhì)、實(shí)踐技能、創(chuàng)新技能，并對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行支撐。以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與所支撐的課程目標(biāo)如表1。

2.2?充分融入思政元素

結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從家國情懷、個(gè)人品格、科學(xué)觀三方面深入挖掘思政元素，做好課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)（表2）。以多樣化的教學(xué)方法，利用課前、課中、課后將思政元素融入課程教學(xué)全過程，使實(shí)踐技能的培養(yǎng)和思政教育有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)德育與智育協(xié)同提升。

2.3?開放式教學(xué)與課堂教學(xué)結(jié)合

開放式教學(xué)即學(xué)生利用課外時(shí)間自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐，教師適時(shí)輔導(dǎo)和監(jiān)督。對于基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，學(xué)生能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正確完成實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生固本強(qiáng)基，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。對于設(shè)計(jì)類和綜合類實(shí)驗(yàn)，主要培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用和分析及解決問題的能力，部分學(xué)生很難在有限的時(shí)間內(nèi)完成，需要采用開放式教學(xué)模式：課前學(xué)生根據(jù)給定項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，用Multisim仿真驗(yàn)證；課中教師檢查仿真情況，并進(jìn)行提示講解，學(xué)生能快速修改設(shè)計(jì)、搭建電路進(jìn)行測試驗(yàn)證，即使遇到實(shí)驗(yàn)問題，學(xué)生由于課前仿真環(huán)節(jié)已對實(shí)驗(yàn)有一定了解，能快速分析并解決所遇問題；課后嚴(yán)格要求學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，對于課中沒有做出結(jié)果的學(xué)生，教師利用課余時(shí)間再次給學(xué)生講解，要求其修改設(shè)計(jì)，仿真驗(yàn)證正確后，于實(shí)驗(yàn)室搭建電路，直到結(jié)果正確；安排難度更大的項(xiàng)目，要求學(xué)生課后查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)并驗(yàn)證，以此作為加分項(xiàng)。

2.4?更新考核方案，強(qiáng)化過程性考核

更新后的考核方案（表3）主要從課前預(yù)習(xí)、課中實(shí)驗(yàn)操作、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告3個(gè)方面考核，更加注重過程性評價(jià)。

嚴(yán)格課前考核，引入Multisim課前設(shè)計(jì)與仿真，讓學(xué)生課前熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)原理、有利于課堂實(shí)驗(yàn)的開展。嚴(yán)格課中實(shí)驗(yàn)情況考核，有利于讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)踐技能。嚴(yán)格課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，養(yǎng)成規(guī)范撰寫文檔的習(xí)慣，為接下來的課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。將課后文獻(xiàn)資料的查閱及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的設(shè)想納入考核，有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

2.5?鼓勵(lì)學(xué)生積極參與工程實(shí)踐

為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，在確保實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有序完成的前提下，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各類工程實(shí)踐活動。比如，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加貴州省機(jī)器人大賽、工程訓(xùn)練大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯競賽、申報(bào)全國大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，以數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

3?改革成效

以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、更新教學(xué)方式，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展過程中充分融入思政元素，強(qiáng)化過程性考核，促使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到主動參與實(shí)驗(yàn)，能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，小組間積極交流探討，實(shí)現(xiàn)了生生交互，開放式教學(xué)實(shí)現(xiàn)了師生間適時(shí)有效的良性溝通。學(xué)生積極參與工程實(shí)踐：2021級電氣本科班共50人，在2022-2023學(xué)年，超過2/3的學(xué)生參加工程實(shí)踐項(xiàng)目，獲貴州省機(jī)器人比賽一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，二等獎(jiǎng)7項(xiàng)，三等獎(jiǎng)4項(xiàng)，獲批立項(xiàng)全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目5項(xiàng)，獲“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽校級賽優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)。改革后的課程成績較改革之前有明顯提升，參賽學(xué)生的比例明顯增加，其差異性表明該教學(xué)改革方式提高了學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。

4?結(jié)論

教學(xué)改革實(shí)踐表明，新的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐技能及創(chuàng)新能力，鍛造了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)；充分融入思政元素，使學(xué)生形成優(yōu)良的品德素養(yǎng)，為鑄牢“工匠精神”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；學(xué)生積極參與學(xué)科競賽，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生敢于創(chuàng)新的精神，增強(qiáng)了學(xué)生科技報(bào)國的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。該教學(xué)改革方案符合新工科人才培養(yǎng)及課程思政建設(shè)理念的要求，可推廣應(yīng)用于電氣專業(yè)其他實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，為培養(yǎng)新工科應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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